编程体系结构(03):Java集合容器

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一、集合容器简介

集合容器是Java开发中最基础API模块,通常用来存储运行时动态创建的元素,基本特点如下:

  • 泛型特点,存储任意类型对象;
  • 动态扩容,存储任意数量对象;

这里对存储数量是受到程序和内存等环境制约的,从List的get()方法中可以看出,index的范围是Integer.MAX_VALUE。

二、API体系

三大核心接口:List、Set继承Collection, Map独立接口

List与Set体系

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List体系核心API:ArrayList,LinkedList、Vector

Set体系核心API:HashSet、TreeSet、LinkedHashSet

Queue队列API:PriorityQueue、LinkedHashSet

Map体系

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Map体系核心API:HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable

三、基础容器详解

1、核心内容

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  • 元素存储,增删改查判断等基础用法
  • API方法中线程安全问题
  • 容器初始化大小与动态扩容机制
  • 底层数据结构特点
  • 同一接口或者不同接口体系容器对比

基本熟练使用并理解集合容器,需要知道如上几块内容:API基础用法,线程安全问题;容器大小与扩容;结构特点,数组、链表、哈希表;

2、API体系详解

Collection:集合容器的根接口,定义公共方法;

List体系

  • ArrayList

维护Object数组实现,特点:查询快,增删慢,非线程安全,所以效率高。

  • LinkedList

底层维护链表数据结构实现,特点:查询慢,增删快,非线程安全,所以效率高。

  • Vector

底部维护Object数组,实现和ArrayList一样,但是Vector是线程安全,效率低。

Set体系

  • HashSet

底层是使用了哈希表来支持的,特点:存取速度快,元素唯一且无序。

  • LinkedHashSet

底层数据结构是链表和哈希表,链表保证元素有序性,哈希表保证元素唯一性,非线程安全。

  • TreeSet

数据结构是红黑树,如果元素具备自然顺序的特性,那么就按照元素自然顺序的特性进行排序,或者基于比较器自定义排序。

Map体系:

Map接口的实现类,具备的特点:存储的数据都是以键值对的方式,键不可以重复,值可重复。

  • HashMap

底层使用hashCode表来实现向HashMap中添加元素,允许使用null值和null键,不保证元素的顺序固定。

  • TreeMap

TreeMap:基于二叉树的数据结构实现的,会对具备自然特性的键进行排序存储:元素的键具备自然特性,直接排序存储;不具备自然特性,实现Comparable接口,在ComparaTo中定义排序规则。

  • HashTable

线程安全,相对效率低,不允许使用null值。

3、容器遍历

  • 基于for、foreach、while流程控制
  • Iterable迭代器核心接口
  • Lambda表达式:遍历、分组、查询

四、源代码地址

GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile

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